[发明专利]一种基于改进LCD的管道泄漏孔径识别方法

权利要求书

1.一种基于改进LCD的管道泄漏孔径识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、采集不同泄漏孔径下管道次声波泄漏信号数据；

步骤二、利用prony构造差分方程计算匹配系数，根据匹配系数延展信号，对延展信号进行LCD分解获得若干ISC分量；

步骤三、通过相邻ISC分量的互信息熵区分有效分量与无效分量，剔除无效分量后进行信号重构；

步骤四、对重构后的信号分析，并提取表征泄漏孔径的优势特征参数；

步骤五、利用优势特征参数构造管道泄漏特征向量；

步骤六、使用欧式距离计算重构后信号的泄漏特征向量与待测泄漏信号特征向量的距离，得到最小距离对应的泄漏孔径。

2.根据权利要求1所述的基于改进LCD的管道泄漏孔径识别方法，其特征在于，步骤二具体包括：

步骤21、找到次声波泄漏信号X_i(t)中所有极大值和极小值对应的时刻；

步骤22、设端点处拓展的极大值和极小值对应的时刻为t_max和t_min，计算极大值与极小值对应时刻的差值；

步骤23、选取次声波泄漏信号X_i(t)端点处的y个极值点，根据prony算法构造第L个极值点的差分方程，求解获得第L个极值点；

步骤24、将(t_min，x(L)),(t_max，x(L+1))及靠近端点处两对极值点作为一段时间序列Q，将X_i(t)分为若干段与Q等长的时间序列Q_s，计算时间序列Q和时间序列Q_s的匹配系数，选择匹配系数值最小时对应的波形，并延展到X_i(t)前。

3.根据权利要求2所述的基于改进LCD的管道泄漏孔径识别方法，其特征在于，极大值与极小值对应时刻的差值的公式为：

若N＝M或N＝M-1，则：

若N＝M+1，则：

其中，t_kmax、t_kmin为k时刻的极大值和极小值，M、N为取极大值和极小值的时刻总数。

4.根据权利要求2所述的基于改进LCD的管道泄漏孔径识别方法，其特征在于，第L个极值点的差分方程为：

x(L)＝b₁x(L-1)+b₂x(L-2)+…+b_yx(L-y) (3)

其中，L代表拓展极值点，b₁,b₂,…,b_y为方程系数。

5.根据权利要求2所述的基于改进LCD的管道泄漏孔径识别方法，其特征在于，求解获得第L个极值点包括：

若L为极大值，将L点纳入选取极值点范围内，则重复执行，获得第L+1个极小值点；

若L为极小值，将L点纳入选取极值点范围内，则重复执行，获得第L+1个极大值点。

6.根据权利要求2所述的基于改进LCD的管道泄漏孔径识别方法，其特征在于，匹配系数的公式为：

其中，r为时域信号的采样数。

7.根据权利要求1所述的基于改进LCD的管道泄漏孔径识别方法，其特征在于，相邻ISC分量的互信息熵区分有效分量与无效分量的表达式为：

其中，p(ISC_i)和p(ISC_i+1)为两个相邻ISC分量的边缘概率分布，p(ISC_i.,ISC_i+1)为两个相邻ISC分量的联合概率分布。

8.根据权利要求1所述的基于改进LCD的管道泄漏孔径识别方法，其特征在于，优势特征参数包括：能量值E、均方根X_rms和峭度X_k。